KR20230037654A - Apparatus and method for detecting and mitigating cooling leaks - Google Patents
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Abstract
냉매 누출 검출 및 완화 시스템은 부품 제어기에 제어 신호를 전달하는 온도 제어 장치와 공기를 순환시키는 송풍기를 포함한다. 이 시스템은 온도 제어 장치 및 부품 제어기에 전기적으로 연결된 누출 완화 제어기를 포함한다. 누출 완화 제어기는 인입 전력을 온도 제어 장치로 보낸다. 누출 완화 제어기는 냉매 농도를 측정하도록 구성된 센서 및 (i) 온도 제어 장치를 인입 전력에 연결하거나 (ii) 송풍기를 인입 전력에 연결하도록 구성된 릴레이를 포함한다. 누출 완화 제어기는 센서로 냉매 농도를 측정하고 임계값을 초과하는 측정된 냉매 농도에 응답하여 릴레이를 작동시켜 송풍기를 인입 전력에 연결하도록 구성된다.The refrigerant leak detection and mitigation system includes a temperature controller that transmits control signals to component controllers and a blower that circulates air. The system includes a leak mitigation controller electrically connected to the temperature control device and component controller. The leak mitigation controller directs incoming power to the temperature control unit. The leak mitigation controller includes a sensor configured to measure refrigerant concentration and a relay configured to (i) connect the temperature control device to incoming power or (ii) connect the blower to incoming power. The leak mitigation controller is configured to measure the refrigerant concentration with a sensor and actuate a relay in response to the measured refrigerant concentration exceeding a threshold to connect the blower to incoming power.
Description
본 개시 내용은 난방 환기 및 공조(HVAC) 시스템에 관한 것이며, 특히 HVAC 시스템의 검출 및 완화 시스템에 관한 것이다.The present disclosure relates to heating ventilation and air conditioning (HVAC) systems, and more particularly to detection and mitigation systems for HVAC systems.
<관련 출원에 대한 상호 참조><Cross Reference to Related Applications>
이 출원은 2020년 7월 16일에 출원된 미국 실용 특허 출원 번호 16/930,993의 우선권을 주장한다. 상기 출원의 전체 개시 내용은 본 명세서에 인용에 의해 포함된다.This application claims priority from U.S. Utility Patent Application Serial No. 16/930,993, filed July 16, 2020. The entire disclosure of this application is hereby incorporated by reference.
여기에 제공된 배경기술 설명은 본 발명의 맥락을 일반적으로 제시하기 위한 것이다. 현재 거명된 발명자들의 작업은 이 배경기술 섹션에 기술된 범위 내에서 뿐만 아니라 출원 당시 선행 기술로 달리 자격이 없을 수 있는 설명의 측면은 명시적으로나 묵시적으로나 본 개시 내용의 선행 기술로 인정되지 않는다. The background description provided herein is intended to generally present the context of the present invention. The work of the presently named inventors is not admitted, either expressly or by implication, as prior art to the present disclosure to the extent set forth in this Background Section, nor any aspect of the description that would otherwise not qualify as prior art at the time of filing.
가장 일반적으로 사용되는 산업용 가스는 지구 온난화 속도를 가속화하면서 지구 대기에 온실 가스를 전 세계적으로 축적하는 데 기여한다. 전 세계적으로 지구 온난화 가능성이 높은 냉매의 사용을 제한하려는 노력이 계속되고 있다.The most commonly used industrial gases contribute to the global accumulation of greenhouse gases in the Earth's atmosphere, accelerating the rate of global warming. Efforts to limit the use of refrigerants with high global warming potential are ongoing worldwide.
Al 냉매(비독성 및 비인화성)가 전통적으로 HVAC 및 냉동 시스템에 사용되었지만, A2L 냉매(비독성 및 부분적으로 인화성)가 지구 온난화에 대한 영향 감소로 인해 상업용 및 주거용 건물에서 Al 냉매를 대체하고 있다. A2L 냉매는 전파 감소로 인해 부분적으로만 가연성이지만 A2L 냉매는 여전히 연소 위험이 있다.While Al refrigerants (non-toxic and non-flammable) have traditionally been used in HVAC and refrigeration systems, A2L refrigerants (non-toxic and partially flammable) are replacing Al refrigerants in commercial and residential buildings due to their reduced impact on global warming. . Although A2L refrigerants are only partially flammable due to reduced propagation, A2L refrigerants still present a burning hazard.
냉매 누출 검출 및 완화 시스템은 부품 제어기에 제어 신호를 전송하는 온도 제어 장치 및 공기를 순환시키는 송풍기를 포함한다. 상기 시스템은 상기 온도 제어 장치 및 상기 부품 제어기에 전기적으로 연결된 누출 완화 제어기를 포함한다. 상기 누출 완화 제어기는 인입 전력을 상기 온도 제어 장치로 보낸다. 상기 누출 완화 제어기는: 냉매 농도를 측정하도록 구성된 센서 및 (i) 상기 온도 제어 장치를 상기 인입 전력에 연결하거나 (ii) 상기 송풍기를 상기 인입 전력에 연결하도록 구성된 릴레이를 포함한다. 상기 누출 완화 제어기는 상기 센서로 상기 냉매 농도를 측정하고 상기 측정된 냉매 농도가 임계값을 초과하는 것에 응답하여 상기 릴레이를 작동시켜 상기 송풍기를 상기 인입 전력에 연결하도록 구성된다.A refrigerant leak detection and mitigation system includes a temperature controller that sends control signals to component controllers and a blower that circulates air. The system includes a leak mitigation controller electrically connected to the temperature control device and the component controller. The leakage mitigation controller directs incoming power to the temperature control device. The leak mitigation controller includes: a sensor configured to measure refrigerant concentration and a relay configured to (i) connect the temperature control device to the incoming power or (ii) connect the blower to the incoming power. The leak mitigation controller is configured to measure the refrigerant concentration with the sensor and actuate the relay to connect the blower to the incoming power in response to the measured refrigerant concentration exceeding a threshold value.
추가 측면에서, 상기 릴레이는 상기 측정된 냉매 농도가 상기 임계값을 초과할 때까지 상기 누출 완화 제어기를 통해 상기 온도 제어 장치와 상기 인입 전력 사이의 연결을 유지한다. 추가 측면에서, 상기 누출 완화 제어기는 상기 측정된 냉매 농도가 상기 임계값 아래로 떨어지는 것에 응답하여 임계 시간 동안 상기 송풍기를 작동하고 상기 임계 시간 경과 후에 상기 릴레이를 제어하여 상기 온도 제어 장치를 상기 인입 전력에 연결하도록 구성된다.In a further aspect, the relay maintains the connection between the temperature control device and the incoming power through the leak mitigation controller until the measured refrigerant concentration exceeds the threshold. In a further aspect, the leak mitigation controller operates the blower for a threshold time in response to the measured refrigerant concentration falling below the threshold and controls the relay after the threshold time has elapsed to switch the temperature control device to the incoming power It is configured to connect to
추가 측면에서, 상기 온도 제어 장치는 상기 누출 완화 제어기에 의해 정상 열린 위치에서 상기 인입 전력에 선택적으로 연결된다. 추가 측면에서, 상기 송풍기는 정상 닫힌 위치에서 상기 인입 전력에 연결되고 상기 센서는 상기 임계값을 초과하는 상기 측정된 냉매 농도에 응답하여 상기 릴레이의 코일에 전력을 차단한다. 추가 측면에서, 상기 릴레이는 (i) 단극 쌍투 릴레이, (ii) 쌍극 쌍투 릴레이 중 적어도 하나이다. 추가 측면에서, 상기 릴레이는 2개 이상의 릴레이 또는 스위치를 포함한다.In a further aspect, the temperature control device is selectively connected to the incoming power in a normally open position by the leakage mitigation controller. In a further aspect, the blower is connected to the incoming power in a normally closed position and the sensor de-energizes the coil of the relay in response to the measured refrigerant concentration exceeding the threshold. In a further aspect, the relay is at least one of (i) a single pole double throw relay and (ii) a double pole double throw relay. In a further aspect, the relay includes two or more relays or switches.
추가 측면에서, 상기 시스템은 압축기를 포함한다. 추가 측면에서, 부품 제어기는 상기 온도 제어 장치로부터 냉각 요청을 나타내는 제어 신호를 수신하는 것에 응답하여 상기 압축기를 활성화하도록 구성된다. 추가 측면에서, 상기 측정된 냉매 농도의 냉매는 독성이 없고 가연성이다. 추가 측면에서, 상기 시스템은 상기 누출 완화 제어기와 인터페이스 하는 원격 감시 장치를 포함한다. 상기 원격 감시 장치는 상기 누출 완화 제어기의 상기 센서로부터 상기 측정된 냉매 농도를 수신하고 상기 측정된 냉매 농도가 측정된 해당 시간과 함께 상기 측정된 냉매 농도를 저장하도록 구성된다.In a further aspect, the system includes a compressor. In a further aspect, the component controller is configured to activate the compressor in response to receiving a control signal indicating a cooling request from the temperature control device. In a further aspect, the refrigerant at the measured refrigerant concentration is non-toxic and flammable. In a further aspect, the system includes a remote monitoring device that interfaces with the leak mitigation controller. The remote monitoring device is configured to receive the measured refrigerant concentration from the sensor of the leak mitigation controller and store the measured refrigerant concentration together with a corresponding time at which the measured refrigerant concentration was measured.
추가 측면에서, 상기 원격 감시 장치는 상기 릴레이의 코일에 전력이 공급되는 횟수를 감시하고, 상기 코일이 임계값을 초과하여 전력이 공급되는 횟수에 응답하여 경보를 생성하여 엔티티와 연관된 사용자 장치로 전송하도록 구성된다. 추가 측면에서, 상기 원격 감시 장치는 상기 임계값을 초과하는 상기 측정된 냉매 농도에 응답하여 송풍기 가동 시간을 감시하고 송풍기 가동 시간 임계값을 초과하는 상기 송풍기 가동 시간에 응답하여 경보를 생성하여 엔티티와 연관된 사용자 장치에 전송하도록 구성된다.In a further aspect, the remote monitoring device monitors the number of times the coil of the relay is energized, and in response to the number of times the coil is energized beyond a threshold, an alert is generated and transmitted to a user device associated with the entity. is configured to In a further aspect, the remote monitoring device monitors blower uptime in response to the measured refrigerant concentration exceeding the threshold and generates an alert in response to the blower uptime exceeding the blower uptime threshold to communicate with the entity. configured to transmit to an associated user device.
추가 측면에서, 상기 원격 감시 장치는 상기 누출 완화 제어기에 포함된다. 추가 측면에서, 상기 원격 감시 장치는 상기 온도 제어 장치에 의해 작동되고 상기 온도 제어 장치에 포함된다. 추가 측면에서, 상기 시스템은 상기 누출 완화 제어기와 직렬로 연결된 백업 누출 완화 제어기를 포함한다. 추가 측면에서, 상기 백업 누출 완화 제어기는 상기 누출 완화 제어기와 분리된 구획 내에 위치한다.In a further aspect, the remote monitoring device is included in the leak mitigation controller. In a further aspect, the remote monitoring device is operated by and included in the temperature control device. In a further aspect, the system includes a backup leakage mitigation controller coupled in series with the leakage mitigation controller. In a further aspect, the backup leak mitigation controller is located in a separate compartment from the leak mitigation controller.
난방, 환기, 냉각 및/또는 공조(HVAC-R) 시스템은 청구항 1의 냉매 누출 검출 및 완화 시스템을 포함한다. A heating, ventilation, cooling and/or air conditioning (HVAC-R) system includes the refrigerant leak detection and mitigation system of
냉매 누출의 검출 및 완화를 위한 방법으로 상기 방법은: 누출 완화 제어기를 통해 인입 전력을 온도 제어 장치로에서 부품 제어기로 제공되게 함을 포함한다. 상기 누출 완화 제어기는: 센서 및 (i) 상기 온도 제어 장치를 상기 인입 전력에 연결하거나 (ii) 상기 송풍기를 상기 인입 전력에 연결하는 릴레이를 포함하며, 상기 송풍기를 공기를 순환시킨다. 상기 방법은, 상기 센서를 통해 냉매 농도를 측정하고; 그리고, 상기 측정된 냉매 농도가 임계값을 초과하는 것에 응답하여 상기 릴레이를 작동시켜 상기 송풍기를 상기 인입 전력에 연결함을 포함한다.A method for detecting and mitigating a refrigerant leak includes: causing incoming power to be provided from a temperature control device to a component controller via a leak mitigation controller. The leak mitigation controller includes: a sensor and a relay that (i) connects the temperature control device to the incoming power or (ii) connects the blower to the incoming power and circulates air through the blower. The method may include measuring a refrigerant concentration through the sensor; and connecting the blower to the incoming power by operating the relay in response to the measured refrigerant concentration exceeding a threshold value.
추가 측면에서, 상기 방법은, 상기 릴레이를 사용하여, 상기 측정된 냉매 농도가 상기 입계값을 초과할 때까지 상기 누출 완화 제어기를 통해 상기 인입 전력과 상기 온도 제어 장치 사이의 연결을 유지함을 포함한다. 추가 측면에서, 상기 방법은 상기 측정된 냉매 농도가 상기 임계치 아래로 떨어지는 것에 응답하여, 임계 시간 동안 상기 송풍기를 작동시키고 상기 임계 시간 경과에 응답하여 상기 온도 제어 장치를 상기 인입 전력에 연결하도록 상기 릴레이를 제어함을 포함한다.In a further aspect, the method includes using the relay to maintain a connection between the incoming power and the temperature control device through the leak mitigation controller until the measured refrigerant concentration exceeds the threshold. . In a further aspect, the method further comprises the relay to operate the blower for a threshold time in response to the measured refrigerant concentration falling below the threshold and to connect the temperature control device to the incoming power in response to the passage of the threshold time. Including controlling
추가 측면에서, 상기 방법은 상기 임계값을 초과하는 상기 측정된 냉매 농도에 응답하여 상기 릴레이의 코일에 전력을 차단함을 포함한다. 추가 측면에서, 상기 온도 제어 장치는 상기 누출 완화 제어기에 의해 정상 열린 위치에서 상기 인입 전력에 선택적으로 연결되고 상기 송풍기는 정상 닫힌 위치에서 상기 인입 전력에 연결된다. 추가 측면에서, 상기 릴레이는 (i) 단극 쌍투 릴레이 및 (ii) 쌍극 쌍투 릴레이 중 적어도 하나이다.In a further aspect, the method includes de-energizing a coil of the relay in response to the measured refrigerant concentration exceeding the threshold. In a further aspect, the temperature control device is selectively coupled to the incoming power in a normally open position by the leak mitigation controller and the blower is coupled to the incoming power in a normally closed position. In a further aspect, the relay is at least one of (i) a single pole double throw relay and (ii) a double pole double throw relay.
본 발명의 적용 가능성의 추가 영역은 상세한 설명, 특허청구범위 및 도면으로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 구체적인 예는 단지 설명을 위한 것이며 본 개시 내용의 범위를 제한하려는 것이 아니다.Further areas of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description, claims and drawings. The detailed description and specific examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present disclosure.
본 개시 내용은 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 더 완전히 이해될 것이다.
도 1은 예시적인 난방, 환기 및 공조(HVAC) 시스템의 블록도이다.
도 2는 누출 완화 제어 모듈을 포함하는 예시적인 HVAC 시스템의 상향류 공기 처리기 유닛의 기능 블록도이다.
도 3은 다수의 누출 완화 제어 모듈을 포함하는 예시적인 HVAC 시스템의 상향류 공기 처리기 유닛의 기능 블록도이다.
도 4는 다수의 누출 완화 제어 모듈을 포함하는 예시적인 HVAC 시스템의 하향류 공기 처리기 유닛의 기능 블록도이다.
도 5는 예시적인 HVAC 시스템의 누출 완화 제어 모듈의 기능 블록도이다.
도 6은 예시적인 HVAC 시스템의 다수의 누출 완화 제어 모듈의 기능 블록도이다.
도 7a 및 7b는 공기 처리기 유닛의 증발기 내의 누출 완화 제어 회로의 기능 블록도이다.
도 8은 HVAC 시스템의 예시적인 누출 완화 제어기의 예시적인 동작을 도시하는 흐름도이다.
도면에서 참조 번호는 유사한 및/또는 동일한 요소를 식별하기 위해 재사용될 수 있다.The present disclosure will be more fully understood from the detailed description and accompanying drawings.
1 is a block diagram of an exemplary heating, ventilation, and air conditioning (HVAC) system.
2 is a functional block diagram of an upflow air handler unit of an exemplary HVAC system that includes a leak mitigation control module.
3 is a functional block diagram of an upflow air handler unit of an exemplary HVAC system that includes multiple leak mitigation control modules.
4 is a functional block diagram of a downflow air handler unit of an exemplary HVAC system that includes multiple leak mitigation control modules.
5 is a functional block diagram of a leak mitigation control module of an exemplary HVAC system.
6 is a functional block diagram of multiple leak mitigation control modules of an exemplary HVAC system.
7A and 7B are functional block diagrams of leakage mitigation control circuitry within an evaporator of an air handler unit.
8 is a flow diagram illustrating exemplary operation of an exemplary leakage mitigation controller of an HVAC system.
Reference numbers in the drawings may be reused to identify similar and/or identical elements.
본 개시내용에 따르면, 누출 완화 제어 모듈(leak mitigation control module)은 난방(heating), 환기(ventilation), 공조(air conditioning) 및 냉각(refrigeraton)(HVAC-R) 시스템의 냉매 누출을 검출하고 누출이 완화될 때까지 HVAC-R 시스템의 부품(component)들을 비활성화(disable)하고 완화 부품들을 활성화하도록 구성된다. 누출 완화 제어 모듈은, 냉매 농도가 임계값(threshold) 아래로 떨어질 때까지 릴레이(relay)에 전력을 공급(energize) 또는 작동(actuate) 시켜 HVAC 시스템의 시스템 부품들을 불활성화(disable)하고 HVAC 시스템의 팬(fan) 또는 송풍기(blower)를 강제로 켜도록(송풍기를 전력(power)에 직접 연결함으로써) 한다. According to the present disclosure, a leak mitigation control module detects and detects refrigerant leaks in a heating, ventilation, air conditioning, and refrigeration (HVAC-R) system. It is configured to disable components of the HVAC-R system and activate mitigating components until the relief is relieved. The leak mitigation control module disables system components of the HVAC system by energizing or actuating a relay until the refrigerant concentration falls below a threshold and force a fan or blower on (by connecting the blower directly to power).
누출 완화 제어 모듈은 특정 영역에서 냉매의 농도를 검출(detect)하기 위한 누출 센서를 포함한다. 냉매 누출을 검출하기 위해 누출 센서는 HVAC 시스템의 증발기 코일을 포함하는 영역 또는 위치에 배치된다. 누출 센서는 HVAC 시스템의 증발기 격식(evaporator compartment) 내 냉매의 농도 또는 백분율 부피를 검출한다. 따라서 누출 센서는 증발기 코일을 포함하는 구획의 크기 또는 부피에 기초하여 교정될 수 있다.The leak mitigation control module includes a leak sensor to detect the concentration of refrigerant in a specific area. To detect refrigerant leaks, leak sensors are placed in areas or locations containing the evaporator coils of the HVAC system. Leak sensors detect the concentration or percentage volume of refrigerant in the evaporator compartment of an HVAC system. Thus, the leak sensor can be calibrated based on the size or volume of the compartment containing the evaporator coil.
누출 완화 제어 모듈의 누출 센서는 임계값, 예를 들어 가연성 하한(LFL: Lower Flammability Limit)의 25%를 초과하는 증발기 구획의 냉매 농도에 응답하여 냉매 누출을 검출한다. 그런 다음 누출 완화 제어 모듈의 릴레이(relay)는 전력이 차단되어(de-energized) 예를 들어 서모스탯(thermostat)과 같은 온도 제어 장치 및/또는 제어 모듈에 대한 전력(power) 연결을 차단함으로써(disconnection) HVAC 시스템 부품들의 전력을 비활성화(disable)하고 인입 전력(incoming power)을 송풍기(및/또는 기타 완화 장치들)에 직접 연결하여 송풍기를 강제로 활성화(activation) 시킨다. 누출 완화 제어 모듈도 전력에 직접 연결되어 있기 때문에 누출 센서는 계속해서 증발기 구획의 냉매 농도를 결정한다. 안전한 동작 조건을 유지하기 위해 HVAC 시스템의 전원이 켜지면 릴레이는 전력이 공급되고 임계값을 초과하는 냉매 농도에 대한 응답으로 릴레이는 전력이 차단된다. 예를 들어 상기 설명된 구성은 HVAC 시스템이 전력을 잃게 되면 페일 세이프(fail safe)하다.A leak sensor in the leak mitigation control module detects a refrigerant leak in response to a refrigerant concentration in the evaporator compartment that exceeds a threshold, eg, 25% of the lower flammability limit (LFL). Relays in the leak mitigation control module are then de-energized, for example by disconnecting power to the temperature control device and/or control module, such as a thermostat ( disconnection) disables power to HVAC system components and forcibly activates the blower by connecting incoming power directly to the blower (and/or other mitigation devices). Since the leak mitigation control module is also directly connected to power, the leak sensor continuously determines the refrigerant concentration in the evaporator compartment. To maintain safe operating conditions, the relays are energized when the HVAC system is powered on and de-energized in response to a refrigerant concentration exceeding a threshold. For example, the configuration described above is fail safe if the HVAC system loses power.
냉매 농도가 임계값 아래로 떨어지면, 누출 완화 제어 모듈은 임계 시간, 예를 들어 5분 동안 송풍기를 계속 동작한다. 임계 시간이 경과하면 누출 완화 제어 모듈의 릴레이는 전력이 공급되어 송풍기를 비활성화 시키고 온도 제어 장치 및/또는 제어 모듈에 전력을 다시 공급한다. 일반적으로 제어 모듈은 온도 제어 장치를 경유해 변압기(transformer)에 연결하여 HVAC 시스템 부품들에 전력을 공급하므로 누출 완화 제어 모듈은 전력 연결을 차단할 수 있도록 온도 제어 장치와 제어 모듈 사이의 전력 연결에 직렬로 연결된다.If the refrigerant concentration falls below the threshold, the leak mitigation control module continues to operate the blower for a threshold amount of time, for example 5 minutes. When the threshold time has elapsed, a relay in the leak mitigation control module is energized to deactivate the blower and re-energize the temperature control unit and/or control module. Typically, since the control module supplies power to HVAC system components by connecting to a transformer via the temperature control unit, the leakage mitigation control module is in series with the power connection between the temperature control unit and the control module to break the power connection. connected to
누출 센서는 특정 유형의 냉매를 검출하도록 구성될 수 있다. 누출 완화 제어 모듈에 의해 다른 유형의 냉매 센서가 사용될 수 있지만, 누출 센서는 A2L 냉매를 검출하도록 구성될 수 있다. 다양한 구현에서, 누출 완화 제어 모듈은 다른 유형의 가연성 냉매를 감지하고 위에서 설명한 완화를 수행한다. 누출 완화 제어 모듈은 예를 들어 누출 센서가 A1 냉매와 같은 불연성 냉매의 누출을 검출하는 경우단지 누출을 검출, 감시 및 통신하도록 작동할 수도 있다. 예시적인 구현에서, 누출 완화 제어 모듈은 하나 이상의 유형의 냉매를 감지할 수 있다. 누출 완화 제어 모듈에는 추가 센서도 포함될 수 있다. 예를 들어, 누출 완화 제어 모듈은 누출 센서 출력을 교정하는 데 도움이 될 수 있는 온도 및 습도 센서를 포함할 수 있다.A leak sensor can be configured to detect a specific type of refrigerant. A leak sensor may be configured to detect A2L refrigerant, although other types of refrigerant sensors may be used by the leak mitigation control module. In various implementations, the leak mitigation control module detects other types of flammable refrigerants and performs the mitigation described above. The leak mitigation control module may only operate to detect, monitor and communicate a leak if, for example, a leak sensor detects a leak of non-flammable refrigerant, such as A1 refrigerant. In an example implementation, the leak mitigation control module can sense one or more types of refrigerant. The leak mitigation control module may also include additional sensors. For example, a leak mitigation control module can include temperature and humidity sensors that can help calibrate leak sensor outputs.
다양한 구현에서, 누출 완화 제어 모듈은 송풍기를 최고 용량으로 동작시키기 위해 송풍기를 전력에 직접 연결한다. 다른 구현에서, 송풍기는 더 낮은 용량으로 동작할 수 있다. 또한 릴레이가 단극 쌍투 릴레이(SPDT:single pole double throw)로 설명되지만 쌍극 쌍투 릴레이(DPDT:double pole double throw) 여러 개의 단극 쌍투 릴레이 등과 같은 다른 릴레이들이 사용될 수 있다. 다양한 구현에서 누출 완화 제어 모듈은 일부 HVAC 시스템 부품들을 연결하지 않거나 비활성화하도록 동작할 수 있지만 모든 부품들을 그렇게 하는 것은 아니다.In various implementations, the leak mitigation control module directly connects the blower to electrical power to operate the blower at full capacity. In other implementations, the blower may operate at a lower capacity. Also, while the relay is described as a single pole double throw relay (SPDT), other relays may be used, such as a double pole double throw relay (DPDT), multiple single pole double throw relays, and the like. In various implementations, the leak mitigation control module may operate to disconnect or disable some HVAC system components, but not all components.
누출 완화 제어 모듈은 온도 제어 장치와 HVAC 시스템 제어 모듈 사이의 전력 연결(power connection)을 제어하기 위해, 온도 제어 모듈과, HVAC 시스템의 퍼니스 제어 보드(furnace control board) 또는 공기 처리기 보드(air handler board)와 같은 제어 모듈 사이에 전기적으로 결합된다. 정상 동작 시 HVAC 시스템 제어 모듈은 HVAC 시스템 부품들의 작동을 지시하기 위해 온도 제어 장치로부터 제어 신호들을 수신한다. 누출 완화 제어 모듈이 허용할 수 없는 수준의 냉매를 검출하면 누출 완화 제어 모듈은 온도 제어 장치와 HVAC 시스템 제어 모듈 사이의 종종 R 또는 RC 와이어라고도 불리는, 전력 연결을 분리하여(disconnect), 온도 제어 장치가 압축기와 같은 HVAC 부품들에 대한 제어 회로가 작동하지 않도록 하여 HVAC 시스템 부품들의 동작을 방해한다.The leak mitigation control module includes a temperature control module and a furnace control board or air handler board of the HVAC system to control the power connection between the temperature control unit and the HVAC system control module. ) and electrically coupled between control modules such as In normal operation, the HVAC system control module receives control signals from the temperature control device to direct the operation of the HVAC system components. If the leak mitigation control module detects an unacceptable level of refrigerant, the leak mitigation control module will disconnect the power connection between the temperature control unit and the HVAC system control module, sometimes called the R or RC wire, and prevents the operation of HVAC system components by disabling control circuits for HVAC components such as compressors.
다양한 구현에서, 누출 완화 제어 모듈은 HVAC 시스템이 정상적으로 동작하고 있거나 HVAC 시스템 부품들을 비활성화하고 송풍기를 활성화하기 직전에 냉매 누출이 감지되었다는 표시를 온도 제어 장치 또는 원격 감시 장치(remote monitoring device)에 전송할 수 있다. 상기 표시는 냉매 누출의 빈도 및 크기를 감시하기 위해 원격 감시 장치에 저장될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 온도 제어 장치는 냉매 누출이 발생했음을 나타내는 통지를 주택 소유자 또는 HVAC 시스템과 연관된 엔티티(entity)를 위해 생성할 수 있다. 유사하게, 누출 완화 제어 모듈은 릴레이가 온도 제어 장치 및/또는 제어 모듈에 전력을 재연할 때 냉매 누출이 완화되었다는 표시를 온도 제어 장치 또는 원격 감시 장치에 전송할 수 있다. 완화 표시(mitigation indication)는 누출과 완화 사이의 경과 시간 및 냉매 누출의 크기를 포함하여 원격 감시 장치의 메모리에 저장될 수 있을 뿐만 아니라 주택 소유자 또는 HVAC 시스템과 연관된 엔티티로 전송될 수 있다.In various implementations, the leak mitigation control module may send an indication to a temperature control device or remote monitoring device that a refrigerant leak has been detected either when the HVAC system is operating normally or just before disabling HVAC system components and activating a blower. there is. The indication can be stored in a remote monitoring device to monitor the frequency and magnitude of refrigerant leaks. Additionally or alternatively, the temperature control device may generate a notification for the homeowner or entity associated with the HVAC system indicating that a refrigerant leak has occurred. Similarly, the leak mitigation control module may send an indication to the temperature control device or remote monitoring device that the refrigerant leak has been mitigated when the relay re-energizes the temperature control device and/or control module. A mitigation indication, including the elapsed time between leak and mitigation and the magnitude of the refrigerant leak, may be stored in the remote monitoring device's memory as well as transmitted to the homeowner or entity associated with the HVAC system.
누출 완화 제어 모듈은 현재 제어 모듈 또는 스키마(schema)에 대한 어떠한 변경도 요구하지 않기 때문에 기존 HVAC 시스템에 쉽게 통합된다. 대신 누출 완화 제어 모듈을 HVAC 시스템에 간단히 추가하여 온도 제어 장치, HVAC 시스템 제어 모듈 및 송풍기 사이의 연결을 약간 변경한다. 본 개시 내용은 누출 완화 제어 모듈이 HVAC 시스템에 포함되는 것을 설명했지만, 누출 완화 제어 모듈은 냉각 유닛 또는 냉매를 사용하는 다른 시스템에서 사용될 수 있다.The leak mitigation control module is easily integrated into existing HVAC systems as it does not require any changes to the current control module or schema. Instead, a leak mitigation control module is simply added to the HVAC system, making minor changes to the connection between the temperature control unit, the HVAC system control module, and the blower. Although this disclosure has described leak mitigation control modules being included in HVAC systems, leak mitigation control modules may be used in refrigeration units or other systems that use refrigerants.
A2L, 부분적으로 가연성인 냉매가 상업용 및 주거용 건물에 도입됨에 따라, 표준 위원회는 A2L 냉매 누출을 검출하고 완화하는 방법을 관리하기 위한 일련의 규칙 및 규정을 만들기 위해 노력하고 있다. 누출 완화 제어 모듈은 표준 24볼트(V) AC HVAC 변압기로 전력을 공급받을 수 있으며, 송풍기를 포함한 완화 장치를 동시에 켜면서 누출 발생 시 모든 HVAC 장비를 잠글 수 있다.As A2L, a partially flammable refrigerant, is being introduced into commercial and residential buildings, standards committees are working to create a set of rules and regulations to govern how A2L refrigerant leaks are detected and mitigated. The leak mitigation control module can be powered by a standard 24 volt (V) AC HVAC transformer and can lock out all HVAC equipment in the event of a leak while turning on mitigation devices including blowers simultaneously.
전반적으로, 누출 완화 제어 모듈은 냉매 누출의 경우 온도 제어 장치 또는 다른 HVAC 제어기들 예를 들어 HVAC 시스템 제어 모듈로의 전원(전력 공급)을 선택적으로 차단함으로써 동작하고 해당 전원(전력 공급)을 의도된 완화 장치(들), 이 경우 송풍기로 직접 연결한다. 이는 간단하고 비용 효율적인 방식으로 비-완화 장치들을 잠근다. 다양한 구현에서, 특정 HVAC 부품들을 선택적으로 잠그기 위해 누출 완화 제어 모듈에 2개의 단극 쌍투 릴레이가 구현될 수 있다.Overall, the leak mitigation control module operates by selectively shutting off power (power supply) to the temperature control unit or other HVAC controllers, for example the HVAC system control module, in the event of a refrigerant leak and turning that power (power supply) back to its intended Relief device(s), in this case connected directly to the blower. This locks out non-mitigated devices in a simple and cost effective manner. In various implementations, two single pole double throw relays may be implemented in the leak mitigation control module to selectively lock out certain HVAC components.
블록 다이어그램block diagram
도 1은 HVAC 시스템의 블록도이다. 이 특정 예에서는 가스 퍼니스(gas furnace)가 있는 강제 공기 시스템이 도시되어 있다. 환기(return air)는 순환 송풍기(circulator blower)(108)에 의해 필터(104)를 통해 건물로부터 끌어당겨진다. 팬이라고도 하는 순환 송풍기(108)는 제어 모듈(112)에 의해 제어된다. 제어 모듈(112)은 서모스탯(thermostat) 같은 온도 제어 장치(116)로부터 신호들을 수신한다. 예를 들어, 온도 제어 장치(116)는 사용자에 의해 지정된 하나 이상의 설정점 온도를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 온도 제어 장치(116)는 온도 센서 및 습도 센서를 포함할 수 있다.1 is a block diagram of an HVAC system. In this particular example, a forced air system with a gas furnace is shown. Return air is drawn from the building through a
온도 제어 장치(116)는 순환 송풍기(108)가 항상 또는 가열 요청(heat request) 또는 냉각 요청(cool request)이 존재할 때만 켜지도록(자동 팬 보드) 지시할 수 있다. 다양한 구현에서, 순환 송풍기(108)는 하나 이상의 불연속 속도 또는 미리 결정된 범위 내의 임의의 속도로 동작할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(112)은 순환 송풍기(108)를 제어하기 위해 및/또는 순환 송풍기(108)의 속도를 선택하기 위해 하나 이상의 스위칭 릴레이(미도시)를 스위치 할 수 있다.The
온도 제어 장치(116)는 가열 및/또는 냉각 요청을 제어 모듈(112)에 제공한다. 가열 요청이 이루어질 때, 제어 모듈(112)은 버너(burner)(120)를 점화시킨다. 연소로부터의 열은 열 교환기(124)에서 순환 송풍기(108)에 의해 제공되는 환기로 도입된다. 가열된 공기는 건물에 공급되며 급기(supply air)라고 한다.The
하나의 점화 옵션은 충분히 높은 온도로 표면을 가열하는 고온 표면 점화기(hot surface igniter)를 포함하는데 가스가 도입될 때 가열된 표면이 가스의 연소를 개시한다. 천연 가스와 같은 연소용 연료는 가스 밸브(128)에 의해 제공될 수 있다.One ignition option includes a hot surface igniter that heats the surface to a sufficiently high temperature that when gas is introduced the heated surface initiates combustion of the gas. Fuel for combustion, such as natural gas, may be provided by
연소 생성물은 건물 외부로 배출되며, 버너(120)의 점화 전에 유도 송풍기(inducer blower)(132)가 켜질 수 있다. 고 효율 퍼니스에서, 연소 생성물은 전도를 통해 배출되기에 충분한 부력(buoyancy)을 가지도록 충분히 뜨겁지 않을 수 있다. 따라서 유도 송풍기(132)는 연소 생성물을 배출하기 위한 통풍(draft)을 생성한다. 유도 송풍기(132)는 버너(120)가 동작하는 동안 계속 운전될 수 있다. 또한, 유도 송풍기(132)는 버너(120)가 꺼진 후에도 일정 시간 동안 계속 운전될 수 있다.Combustion products are exhausted outside the building, and an
공기 처리기 유닛(air handler unit)이라고도 지칭되는 단일 인클로저(single enclosure)는 필터(104), 순환 송풍기(108), HVAC 시스템 제어 모듈(112), 버너(120), 열교환기(124), 유도 송풍기(132), 팽창 밸브(140), 증발기(144) 및 응축 팬(condensate pan)(146)를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 공기 처리기 유닛(136)은 버너(120) 대신에 또는 버너(120)에 더하여 전기 가열 장치(미도시)를 포함한다. 버너(120)에 더해 사용될 때, 전기 가열 장치는 버너(120)에 백업 또는 2차(추가) 열을 제공할 수 있다.A single enclosure, also referred to as an air handler unit, includes
도 1에 도시된 바와 같이, HVAC 시스템은 분할 공조 시스템(split air conditioning system)을 포함한다. 냉매는 압축기(148), 응축기(152), 팽창밸브(140), 증발기(144)의 증발기 코일(172)을 통해 순환된다. 증발기(144)는 증발기 코일(172)을 포함하는 구획이다. 증발기(144)는 급기와 직렬로 배치되어 냉각이 요구될 때 증발기 코일(172)은 급기로부터 열을 제거함으로써 급기를 냉각시킨다. 냉각 동안, 증발기 코일(172)은 증발기 코일(172)을 차갑게 만드는(예를 들어, 환기 온도 미만) 냉매를 순환시키고, 이는 수증기를 응축시킨다. 이 수증기는 응축 팬(146)에 수집되며 배출(drain)되거나 퍼내진다(pump out).As shown in Figure 1, the HVAC system includes a split air conditioning system. The refrigerant is circulated through the
제어 모듈(156)은 제어 모듈(112)로부터 냉각 요청을 수신하고 이에 따라 압축기(148)를 제어한다. 제어 모듈(156)은 또한 응축기(152)와 외부 공기 사이의 열 교환을 증가시키는 응축기 팬(condenser fan)(160)을 제어할 수 있다. 이러한 분할 시스템에서, 압축기(148), 응축기(152), 제어 모듈(156) 및 응축기 팬(160)은 일반적으로 건물 외부에, 종종 단일 응축 유닛(single condensing unit)(164)에 위치한다.
다양한 구현에서, 제어 모듈(156)은 실행 커패시터(run capacitor), 시작 커패시터 및 접촉기 또는 릴레이를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 예를 들어 응축기 유닛(164)이 왕복동식 압축기(reciprocating compressor) 대신 스크롤 압축기(scroll compressor)를 포함하는 경우와 같이 시작 커패시터는 생략될 수 있다. 압축기(148)는 가변 용량 압축기일 수 있고 다중 레벨 냉각 요청에 응답할 수 있다. 예를 들어, 냉각 요청은 냉각에 대한 중간 용량 요구(mid-capacity call) 또는 냉각에 대한 고용량 요구를 나타낼 수 있다. 압축기(148)는 냉각 요청에 따라 그 용량을 변경할 수 있다.In various implementations,
응축 유닛(164)에 제공되는 전기 라인들은 240볼트 주 전력 라인(main power line) 및 24볼트 스위칭 제어 라인(switched control line)을 포함할 수 있다. 24볼트 제어 라인은 도 1에 도시된 냉각 요청에 대응할 수 있다. 24볼트 제어 라인은 제어 모듈(112) 및 제어 모듈(156)의 동작을 제어한다. 제어 라인이 압축기(148)가 켜져야 한다고 가리킬 때, 제어 모듈(156)은 240볼트 전원(power supply)을 압축기(148)의 모터에 연결하거나 압축기(148)의 모터를 드라이브(drive)에 연결하여 압축기(148)를 작동시키기 위해 일련의 스위치를 작동시킨다. 또한, 제어 모듈(156)은 240볼트 전원(전력 공급)을 응축기 팬(160)에 연결할 수 있다. 다양한 구현에서, 응축 유닛(164)이 지열 시스템의 일부로서 지중에 위치하는 경우, 응축기 팬(160)은 생략될 수 있다. 240볼트 주 전원은 미국에서 흔히 볼 수 있는 것처럼 두 개의 다리(leg)에 도착하며 두 다리 모두 압축기(148)의 모터에 연결된다.The electrical lines provided to the
도 1은 AC 전용 유닛을 도시하지만, 다른 구현은 어큐뮬레이터(accumulator), 반전 밸브(reversing valve), 보조 열원 및 실외 팽창 장치를 추가로 포함하는 열 펌프 유닛(heat pump unit)들을 포함할 수 있다.1 shows an AC-only unit, other implementations may include heat pump units that further include an accumulator, a reversing valve, an auxiliary heat source, and an outdoor expansion device.
난방(가열) 모드에 있을 때, 온도 제어 장치(116)는, 온도 센서에 의해 측정된 온도가 온도 하한보다 낮을 때 가열 요청을 생성한다. 냉방(냉각) 모드에 있을 때, 온도 제어 장치(116)는 온도 센서에 의해 측정된 온도가 상한 온도보다 높을 때 냉각 요청을 생성한다. 온도 상한 및 온도 하한은 각각 설정점 온도 + 및 - 임계값(예를 들어 화씨 1, 2, 3, 4, 5도)으로 설정될 수 있다. 설정값 온도는 디폴트 온도로 설정될 수 있으며 사용자 입력을 수신하여 조정할 수 있다. 상기 임계값은 디폴트로 설정될 수 있으며 사용자 입력 수신을 통해 조정될 수 있다.When in the heating (heating) mode, the
다양한 구현에서, 제어 모듈(156) 또는 온도 제어 장치(116)는 실외 공기 온도(OAT) 센서(168)로부터 신호를 수신할 수 있다. 온도 제어 장치(116)는 WiFi 또는 네트워킹 기능을 갖는 통신 온도 제어 장치일 수 있다. 다양한 구현에서, OAT 센서(168)는 인클로저 내에 위치할 수 있고, 직사광선으로부터 차폐되고 그리고/또는 태양광에 의해 직접 가열되지 않는 공기 공동(air cavity)에 노출될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 건물의 지리적 위치에 기초한 온라인(온도 제어 장치(116)를 통한 인터넷 기반 포함) 기상 데이터가 태양 부하(sun load), OAT, 상대 습도, 미립자, VOC, 이산화탄소 등을 결정하는 데 사용될 수 있다.In various implementations,
다양한 구현에서, 공기 처리기 유닛(136)은 AC 전력을 제어 모듈(112) 및 온도 제어 장치(116)에 제공하기 위해, 인입 AC 전력 라인에 연결된 변압기(도 2-7에 도시됨)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 변압기는 10:1 변압기일 수 있고 따라서 공기 처리기 유닛(136)이 공칭(normal) 120볼트 또는 공칭 240볼트 전력에서 동작하는지 여부에 따라 12V 또는 24V AC 전원을 제공할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 공기 처리기 유닛이 공칭 120볼트 전력으로 동작하는 경우 변압기는 24V AC 전원을 제공하는 5:1 변압기일 수 있다. 본 구현에서, 온도 제어 장치(116)는 임계 조건이 충족되는 것에 응답하여 HVAC 시스템의 부품들에 24VAC 전력을 제공한다.In various implementations,
제어 라인들은 1차 가열 또는 1차 냉각이 불충분할 때 활성화될 수 있는 2차 가열 및/또는 2차 냉각에 대한 요구를 또한 전달할 수 있다. 전기 또는 천연 가스로 작동하는 시스템과 같은 이중 연료 시스템에서는 연료 선택과 관련된 제어 신호가 감시될 수 있다.The control lines may also convey a request for secondary heating and/or secondary cooling, which may be activated when primary heating or primary cooling is insufficient. In dual fuel systems, such as systems that run on electricity or natural gas, control signals related to fuel selection may be monitored.
이러한 (제어 라인 상의) 제어 신호들 중 하나 이상도 응축 유닛(164)으로 전송된다. 다양한 구현에서, 응축 유닛(164)은 온도 데이터를 생성하는 주변 온도 센서를 포함할 수 있다. 응축 유닛(164)이 실외에 위치하는 경우, 주변 온도는 건물외부(또는 실외) 주변 온도를 나타낸다. 주변 온도를 제공하는 온도 센서는 응축 유닛(164)의 인클로저 외부에 위치할 수 있다.One or more of these control signals (on the control line) are also sent to the
도 2는 누출 완화 제어 모듈(176)을 포함하는 예시적인 HVAC 시스템의 상향류(upflow) 공기 처리기 유닛의 기능 블록도이다. 참조 및 문맥을 위해 도 1의 공기 처리기 유닛(136)이 도시되어 있다. 상향류 시스템은 공기 처리기 유닛(136)을 통해 환기를 상향으로 유도한다.2 is a functional block diagram of an upflow air handler unit of an exemplary HVAC system that includes a leak
많은 시스템에서, 공기 처리기 유닛(136)은 건물 내부에 위치하는 반면, 응축 유닛(164)은 건물 외부에 위치한다. 그러나, 본 개시 내용은 그러한 배치에 제한되지 않고, 공기 처리기 유닛(136) 및 응축 유닛(164)의 부품들이 서로 매우 근접하게 위치되거나 심지어는 종종 패키지 유닛(packaged unit)이라고 하는 하나의 인클로저에 있는 시스템을 포함하여 다른 시스템에 적용된다. 단일 인클로저는 건물 내부 또는 외부에 위치할 수 있습니다. 다양한 구현에서, 공기 처리기 유닛(136)은 지하실, 차고 또는 다락방에 위치할 수 있다. 열이 지구와 교환되는 지상 소스 시스템(ground source system)에서, 공기 처리기 유닛(136) 및 응축 유닛(164)은 지하실, 환기통(crawlspace), 차고 또는 콘크리트 슬래브만에 의해 땅과 분리되어 있는 1층과 같이 땅 근처에 위치할 수 있다. In many systems, the
도 2에 도시된 바와 같이, HVAC 시스템 제어 모듈(112), 누출 완화 제어 모듈(176) 및 온도 제어 장치(116)에 AC 전력을 공급하기 위해, 변압기(212)가 AC 라인에 연결될 수 있다. 예를 들어, 변압기(212)는 제어 모듈(112) 및 온도 제어 장치(116)를 포함하여 HVAC 시스템 부품들에 24V AC 전력을 공급한다. 제어 모듈(112)은 제어 라인을 통해 수신된 온도 제어 장치(116)로부터의 신호에 응답하여 작동을 제어한다. 제어 라인들은 냉각에 대한 요구(냉각 요청), 가열에 대한 요구(가열 요청) 및 팬에 대한 요구(팬 요청)을 포함할 수 있다. 제어 라인들은 열 펌프 시스템에서 반전 밸브의 상태에 해당하는 라인을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2 , a
누출 완화 제어 모듈(176)은 증발기 코일(172)에 의해 증발기(144) 내에 위치된다. 증발기(144)는 증발기 코일(172)을 포함하는 구획이다. 누출 완화 제어 모듈(176)은 누출 센서 및 릴레이(예를 들어 안전 릴레이(safety relay))를 포함한다. 누출 센서는 증발기(144) 내의 냉매 농도를 측정한다. 누출 센서는 무독성이고 부분적으로 가연성인 냉매인 A2L의 농도를 측정한다. 그러나 누출 센서는 A1과 같이 독성이 없고 비가연성인 냉매; A2와 같은 비독성 및 가연성 냉매; A3과 같이 무독성이며 인화성이 높은 냉매; 또는 독성이 있는 유사한 버전의 냉매의 농도를 측정할 수 있다. 또한, 누출 완화 제어 모듈(176)은 온도, 상대 습도 또는 기압(barometric pressure)과 같은 매개변수를 측정하기 위한 다른 센서를 포함할 수 있다.Leak
누출 센서는 알려진 공간(여기서는 증발기(144))에서 공기 혼합에 대한 냉매의 백분율로 냉매 농도를 측정한다. 누출 센서는 특정 HVAC 시스템 및 누출 완화 제어 모듈(176)이 있는 구획의 크기에 대해 교정(calibration)될 수 있다. 누출 완화 제어 모듈(176)은 주어진 냉매에 대해서 가연성 하한(LFL) 또는 폭발 하한(LEL)을 초과하는 증발기(144) 내의 공기 혼합에 대한 냉매의 백분율에 응답하여 HVAC 시스템 부품들의 전력을 차단하도록 릴레이를 제어한다. 두 한계는 공기와 혼합될 때 점화될 수 있는 냉매 또는 인화성 가스의 백분율 농도의 하한값을 나타낸다. 예를 들어, 누출 완화 제어 모듈(176)의 누출 센서는 증발기(144) 내의 주어진 냉매에 대한 LFL의 25%를 초과하는 측정된 냉매 농도에 응답하여 릴레이에 전력을 차단하거나 또는 스위치를 작동시킬 수 있다. 릴레이는 임계값을 초과하는 측정된 냉매에 대한 응답으로 전력이 차단되는 단극 쌍투 릴레이일 수 있다. 릴레이는 정상 동작 하에서는 전력이 공급 된다. 그러나 감지된 LFL이 임계값을 초과하면 릴레이는 전력이 차단된다. 유사하게, 공기 처리기 유닛(136) 또는 제어 모듈(112)에 대한 전력이 차단되면, 릴레이는 전력이 차단되어 시스템은 전체로서 제어 모듈(112) 또는 HVAC 시스템에 대한 전력 손실의 경우 페일 세이프(fail safe)하다.The leak sensor measures the refrigerant concentration as a percentage of the refrigerant to air mixture in a known volume (here, the evaporator 144). The leak sensor may be calibrated for a particular HVAC system and the size of the compartment in which the leak
누출 완화 제어 모듈(176)은 변압기(212)로부터 직접 전력을 수신한다. 다양한 구현에서, 누출 완화 제어 모듈(176)은 인입 AC 전력(power) 또는 라인 전압으로부터 직접 전력을 수신한다(적절한 전력 회로가 누출 완화 제어 모듈(176)에 포함되어 있는 한). 다양한 구현에서, 누출 완화 제어 모듈(176)은 대부분의 제어 모듈이 이미 가지고 있는 온보드 전력 조절을 활용하여 HVAC 시스템 제어 모듈(112)에 의해 공급되는 전력을 가질 수 있다. 그러한 구현에서, 그리고 제어 모듈(112)이 예를 들어 3.3V - 12V DC를 공급한다고 가정하면, 누출 완화 제어 모듈(176)은 많은 디지털 장치들에 의해 요구되는 24V AC를 사용 가능한 DC 전력 신호로 변환하기 위해 더 광범위한 전력 조절을 필요로 하지 않을 것이다. 다른 실시예는 누출 완화 제어 모듈(176)에 전력을 공급하는 외부 AC-DC 전원을 포함할 수 있어 광범위한 전력 조정이 온보드에 포함될 필요가 없다.Leakage
제어 모듈(112)을 포함하는 HVAC 시스템 부품들은 변압기(212)로부터 전력을 수신한다. 온도 제어 장치(116)는 HVAC 시스템 부품들을 제어 모듈(112)을 통해 전력에 연결하기 위해 예를 들어 스위치 세트를 사용하여 HVAC 시스템 부품들의 동작을 제어한다. 다양한 구현에서, 온도 제어 장치(116)는, 제어 모듈(112)로의 제어 신호를 통해 HVAC 시스템 부품들에 대한 전력 흐름을 여전히 조절하면서, 배터리에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 누출 완화 제어 모듈(176)은 공급된 전력을, 누출 완화 제어 모듈(176)의 릴레이가 정상 닫힌 상태(normally closed state)에 있을 때, 온도 제어 장치(116)에 연결한다. 즉, 냉매 농도가 임계값 미만일 때 누출 완화 제어 모듈(176)의 릴레이는 온도 제어 장치(116)에 전력을 연결한다. 다양한 구현에서, 누출 완화 제어 모듈(176)은 온도 제어 장치(116)와 함께 또는 대신에 제어 모듈(112)로 부터의 전력을 선택적으로 연결 또는 연결차단할 수 있다.HVAC system components including
따라서, 버너(120), 순환 송풍기(108) 등과 같은 HVAC 시스템 부품들을 활성화 및 비활성화하기 위한 제어 신호를 제어 모듈(112)에 전송하기 위해 변압기(212)로부터 온도 제어 장치(116)로의 전력이 누출 완화 제어기 릴레이를 통해 온도 제어 장치(116)로 연결된다. 누출 완화 제어 모듈(176)의 누출 센서가 임계값을 초과하는 냉매 농도를 측정하면 릴레이는 전력이 차단되어 결과적으로 릴레이의 정상 닫힌 단자에서 회로가 완성되며 이는 변압기(212)의 전력을 (온도 제어 장치(116)를 통해 또는 직접적으로) 순환 송풍기(108)로 연결하고 그런 다음 릴레이의 정상 열린 단자에서 열린 회로가 생성되어 온도 제어 장치(116)에 대한 전력을 차단하고 모든 다른 HVAC 시스템 부품들을 비활성화한다.Accordingly, power leaks from
따라서, 일단 누출이 검출되면, 온도 제어 장치(116)는 전력이 차단되고 제어 신호를 제어 모듈(112)로 보낼 수 없으며 따라서 HVAC 시스템 부품들의 동작을 불가능하게 한다. 전력은 온도 제어 장치(116)를 우회하고 순환 송풍기(108)에 직접 공급되어 해당 영역의 냉매 농도를 감소시켜 냉매 누출을 완화한다. 누출 완화 제어 모듈(176)은 냉매 누출이 발생하는 위치: 증발기 코일(172)에 기초하여 배치된다. 다양한 구현에서, 누출 완화 제어 모듈(176)은 HVAC 시스템 전체에 걸쳐 다른 위치에 배치될 수 있다.Thus, once a leak is detected, the
도 3은 다수의 누출 완화 제어 모듈을 포함하는 예시적인 HVAC 시스템의 상향류(upflow air) 공기 처리기 유닛의 기능 블록도이다. 도 2의 누출 완화 제어 모듈(176)이 전기적으로 결합된 또 다른 누출 완화 제어 모듈(180)과 함께 도시되어 있다. 제2 누출 완화 제어 모듈(180)은, 냉매가 공기보다 무겁고 시스템으로부터 누출될 때 가라앉기 때문에 누설이 감지될 수 있는 또 다른 위치인 HVAC 시스템 내의 하부 지점에 배치된다. 제1 누출 완화 제어 모듈(176) 또는 제2 누출 완화 제어 모듈(180)은 순환 송풍기(108)를 동작시키거나, 다른 송풍기(미도시)가 HVAC 시스템에 포함된 경우, 누출 완화 제어 모듈(180)은 자신에 가장 가까이 있는 송풍기 전원을 연결하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 상업적 적용에서, 여러 개의 증발기 코일이 시스템에 포함될 수 있다; 따라서 여러 개의 누출 완화 제어 모듈이 포함되어 가장 가까운 송풍기를 동작하도록 구성될 수 있다.3 is a functional block diagram of an upflow air handling unit of an exemplary HVAC system that includes multiple leak mitigation control modules. The leakage
도 4는 다수의 누출 완화 제어 모듈을 포함하는 예시적인 HVAC 시스템의 하향류(downflow air) 공기 처리기 유닛의 기능 블록도이다. 하향류 공기 처리기 유닛은 도 2 및 도 3의 상향류 공기 처리기 유닛(136)과 유사하게 동작한다. 그러나 환기를 아래쪽으로 끌어들이도록 재배열된다. 따라서, 하향류 공기 처리기 유닛에서 누설 완화 제어 모듈(180)은 냉매가 아래로 떨어지기 때문에 냉매 누설을 검출하기 위해 급기단의 벤트(vent) 하단에 위치할 수 있다. HVAC 시스템은 누출이 발생하는 냉매 누출을 검출하기 위해 증발기(144) 내에 누출 완화 제어 모듈(176)을 포함한다. 누출 완화 제어 모듈(176)과 누출 완화 제어 모듈(180)을 연결하는 전력 와이어는 변압기(212) 또는 온도 제어 장치(116) 사이에 전기적으로 연결되고 제어 모듈(112)은 직렬로 연결될 수 있다. 즉, 임계값을 초과하는 냉매 농도를 측정하는 누출 완화 제어 모듈(176 또는 180) 중 하나만이 HVAC 시스템 구성 요소를 잠그고(전력을 차단함으로써) 팬을 강제로 켜게 된다.4 is a functional block diagram of a downflow air handling unit of an exemplary HVAC system that includes multiple leak mitigation control modules. The downflow air handler unit operates similarly to the upflow
도 5는 예시적인 HVAC 시스템의 누출 완화 제어 모듈(176)의 기능 블록도이다. 제어 모듈(112) 및 누출 완화 제어 모듈(176)은 전력 라인들을 연결하는 실선으로 표시된 바와 같이 변압기(212)로부터 전력을 수신한다. 다양한 구현에서, 누출 완화 제어 모듈(176)은 점선 제어 라인들로 표시된 바와 같이 예를 들어 시스템 제어 회로를 통해 순환 송풍기(108)에 전기적으로 연결된다. 누출 완화 제어 모듈(176)은 또한 실선 전력 라인으로 표시된 바와 같이 온도 제어 장치(116)에 전기적으로 결합된다.5 is a functional block diagram of leak
누출 완화 제어 모듈(176)이 임계값 초과의 냉매 농도를 검출하지 않는 한, 온도 제어 장치(116)는 예를 들어 일련의 스위치를 통해 작동을 지시하는 제어 신호를 제어 모듈(112)에 계속 전송하여 지시에 따라 인입 AC 전력에 HVAC 시스템 구성 요소를 연결한다. 그러나 임계값 초과의 냉매 농도를 검출하는 것에 응답하여 누출 완화 제어 모듈(176)은 온도 제어 장치(116)에서 변압기(212)로의 전력 연결을 차단하여 HVAC 부품들이 전력에 연결되는 것을 방지하여 동작을 불가능하게 한다. 즉, 누출 완화 제어 모듈(176)이 인입 AC 전력으로부터 온도 제어 장치(116)를 분리하면(disconnect) 제어 모듈(112)은 더 이상 온도 제어 장치(116)로부터 신호를 수신할 수 없다.Unless leak
누출 완화 제어 모듈(176)은 온도 제어 장치(116)를 우회하고 순환 송풍기(108)를 변압기(212)에 의해 제공된 전력에 직접 연결하여 순환 송풍기(108)를 턴온(작동)시켜 냉매의 농도를 감소시키게 한다. 순환 송풍기(108)는 누출 완화 제어 모듈(176)이 임계값 초과의 냉매 농도를 검출하는 것에 응답하여 시동된다. 누출 완화 제어 모듈(176)이 임계값 미만의 냉매 농도를 측정하면, 누출 완화 제어 모듈(176)은 임계 시간, 예를 들어 5분 동안 순환 송풍기(108)의 작동을 유지한다. 임계 시간이 종료되면, 제어 모듈(176)은 이전에 설정된 순환 송풍기(108)로의 온도 제어 장치(116)의 우회를 비활성화할 뿐만 아니나 온도 제어 장치(116)를 변압기(212)에 재연결하여, 모든 HVAC 부품들을 다시 온도 제어 장치가 제어하도록 한다. 누출 완화 제어 모듈(176)은 릴레이를 사용하여 연결 및 분리를 수행한다. 선택적으로, 다양한 구현에서, 제어 모듈(112) 및 누출 완화 제어 모듈(176)은 예를 들어 냉매 누출이 감지되어 HVAC 시스템 부품들이 비활성화되거나 활성화되는 때를 나타내는 제어 신호를 전송할 수 있다.The leak
도 6은 예시적인 HVAC 시스템의 다수의 누출 완화 제어 모듈의 기능 블록도이다. 제1 누출 완화 제어 모듈(304)은 변압기(212) 및 제2 누출 완화 제어 모듈(308)에 전기적으로 결합된다. 제2 누출 완화 제어 모듈(308)은 실선으로 표시된 바와 같은 전력 연결 라인을 통해 온도 제어 장치(116)에 전기적으로 결합된다. 제1 누출 완화 제어 모듈(304)과 제2 누출 완화 제어 모듈(308)은 변압기(212)를 온도 제어 장치(116) 또는 순환 송풍기(108)에 선택적으로 연결하기 위해 직렬로 연결된다. 임계값 초과의 냉매 농도 측정에 응답하여, 제1 누출 완화 제어 모듈(304)과 제2 누출 완화 제어 모듈(308) 모두는 온도 제어 장치(116)를 우회하고 변압기(212)를 순환 송풍기(108)에 직접 연결한다. 6 is a functional block diagram of multiple leak mitigation control modules of an exemplary HVAC system. The first leakage
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 누출 완화 제어 모듈(304)과 제2 누출 완화 제어 모듈(308)은 HVAC 시스템의 서로 다른 공간에 위치한다. 다양한 구현에서, 상이한 순환 송풍기가 HVAC 시스템에 포함될 수 있고 제2 누출 완화 제어 모듈(308)은 완화 동안 상이한 순환 송풍기에 선택적으로 연결될 수 있다.3 and 4, the first leakage
원격 감시 장치(remote monitoring device)(312)(또는 원격 제어 장치)가 포함되어 제1 누출 완화 제어 모듈(304) 및 제2 누출 완화 제어 모듈(308)에 연결될 수 있다. 원격 감시 장치(312)는 또한 단 하나의 누출 완화 제어 모듈을 갖는 구현에서 포함될 수 있다. 다양한 구현에서, 제1 누출 완화 제어 모듈(304) 및 제2 누출 완화 제어 모듈(308)은 원격 감시 장치(312)에 간헐적으로 또는 실시간으로 측정치를 전송할 수 있다. 원격 감시 장치(312)는 현재 냉매 농도를 감시하는 것 뿐만 아니라 누출 센서를 교정하거나 누출 센서를 재설정하기 위해 명령을 누출 센서 또는 누출 완화 제어 모듈(176)에 전송하는, 양방향 통신을 포함할 수 있다. 다양한 구현에서, 원격 감시 장치(312)는 온도 제어 장치(116) 및/또는 제어 모듈(112)에 포함될 수 있다.A remote monitoring device 312 (or remote control device) may be included and coupled to the first leakage
제1 누출 완화 제어 모듈(304) 및 제2 누출 완화 제어 모듈(308)은, 임계값이 초과되고 누출이 완화되면(즉, 제1 누출 완화 제어 모듈(304) 또는 제2 누출 완화 제어 모듈(308)이 제어 모듈(112)을 변압기(212)에 재연결하면), 또한 원격 감시 장치(312)에 알림을 보낼 수 있다. 원격 감시 장치(312)는 또한 냉매 센서가 오작동하고 있거나 수명이 다했다는 표시와 같은 진단 정보를 보낼 수 있다. 원격 감시 장치(312)는 WiFi, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave, Modbus, BACnet 또는 임의의 다른 디지털 또는 아날로그 통신 채널을 통해 집주인 또는 엔티티와 같은 원격 장치(316)에 알림을 전송할 수 있다. 원격 장치(316)는 컴퓨팅 장치 또는 모바일 컴퓨팅 장치일 수 있다. 추가로, 원격 감시 장치(312)는 HVAC 시스템 상태를 감시하기 위해 유선 또는 무선 연결(미도시)을 통해 온도 제어 장치(116)와 통신할 수 있다.The first leakage
전술한 바와 같이, 원격 감시 장치(312)는 HVAC 시스템의 결함을 결정하기 위해 냉매 누출의 빈도 및 크기를 감시할 수 있다. 다양한 구현에서, 원격 감시 장치(312)는 일정 기간 동안 임계값 횟수를 초과하는 총 누출 횟수 및 그 각각의 크기에 응답하여 경보를 생성하여 주택 소유자 또는 엔티티에 전송할 수 있다. 원격 감시 장치(312)는 HVAC 시스템 데이터를 분석, 저장 및 표시하기 위한 프로세서, 메모리 및 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.As discussed above,
다양한 구현에서, 원격 감시 장치(312)는 또한 완화 동안 송풍기의 가동시간(runtime)을 감시할 수 있다. 예를 들어, 송풍기가 임계 가동시간을 초과하여 동작하고 있고 냉매 농도가 임계치 아래로 떨어지지 않은 경우, 원격 감시 장치(312)는 완화가 냉매 누출을 해결하지 않는다는 경보를 주택 소유자 또는 엔티티에 알릴 수 있다. 단지 2개의 누출 완화 제어 모듈만 도시되어 있지만, 다양한 위치에서 다양한 냉매 누출을 검출하기 위해 HVAC 시스템 전체에 복수의 누출 완화 모듈이 포함될 수 있다. 다양한 구현에서, 누출 완화 제어 모듈(176), 제1 누출 완화 제어 모듈(304), 및/또는 제2 누출 완화 제어 모듈(308)은 누출 완화 제어 모듈들에 포함된 프로세서 및 연관된 메모리와 트랜시버를 통해 원격 감시 장치(312)의 기능을 포함할 수 있다. In various implementations, the
도 7a 및 도 7b는 공기 처리기 유닛의 증발기 내의 누출 완화 제어 회로(404)의 기능 블록도이다. 도 7a를 참조하면, 누출 완화 제어 회로(404)는 전술한 누출 완화 제어 모듈로서 구현될 수 있다. 누출 완화 제어 회로(404)는 누출 센서(408) 및 릴레이(412)를 포함한다. 누출 센서(408)는 변압기(212) 및 릴레이(412)의 코일(416)의 제1 말단에 연결된다. 코일(416)의 제2 말단은 변압기(212)의 제2 말단에 연결된다. 릴레이(412)의 코일(416)은 누출 센서(408)가 임계치를 초과하는 냉매 농도를 검출하는 것에 응답하여 전력이 차단된다(de-energized). 다양한 구현에서, 누출 센서(408)는 별도의 프로세서, 관련 메모리 등을 포함하는 누출 완화 제어 회로(404)의 서브어셈블리일 수 있다.7A and 7B are functional block diagrams of leak
릴레이는 공통 단자(420), 정상 열린 단자(normally open terminal)(424), 정상 닫힌 단자(normally closed terminal)(428)를 포함한다. 공통 단자(420)는 변압기(212)의 제1 말단과 제어 모듈(112)에 연결된다. 릴레이의 암(arm)(432)은 코일(416)에 전력이 공급되지 않을 때(냉매 농도가 임계값을 초과하는 상태) 공통 단자(412)를 정상 닫힌 단자(428)에 연결한다. 암(arm)(432)은 코일(416)에 전력이 공급될 때(냉매 농도가 임계값보다 낮으면서 정상 동작 중) 공통 단자(412)를 정상 열린 단자(424)에 연결한다. 정상 열린 단자(424)는 온도 제어 장치(116)에 연결된다. 변압기(212)의 제2 말단은 또한 온도 제어 장치(116) 및 순환 송풍기(108)에도 연결된다. 변압기(212)는 제어 모듈(112)에 추가로 연결된다. 따라서 암(432)이 공통 단자(420)와 정상 열린 단자(424)를 연결하면(냉매 농도가 임계치 미만인 상태) 온도 제어 장치(116)는 변압기(212)에 연결되어 제어 모듈(112)에 전력을 공급하고 온도 제어 장치(116)는 HVAC 시스템 부품들의 전력 흐름을 조절한다.The relay includes a
암(432)이 공통 단자(420)를 정상 닫힌 단자(428)에 연결할 때(냉매 농도가 임계값을 초과하는 것에 응답하여) 변압기(212)는 순환 송풍기(108)에 전력을 공급하고 온도 제어 장치(116)를 전력으로부터 분리하여 제어 모듈(112) 및 HVAC 시스템 부품들이 동작하는 것을 방지한다.When
도 7b를 참조하면, 누출 완화 제어 회로(404)는 쌍극 쌍투 (DPDT:double pole double throw) 릴레이(450)를 포함하는 것을 제외하고는 동일할 수 있다. DPDT 릴레이(450)는 제1 정상 열린 단자(458) 및 제1 정상 닫힌 단자(462)를 갖는 제1 스위치(454)를 포함한다. 제2 스위치(466)는 제2 정상 열린 단자(470) 및 제2 정상 닫힌 단자(474)를 포함한다. DPDT 코일(478)에 전력이 공급될 때(HVAC 시스템이 켜져 있고 냉매 농도가 임계값 미만일 때), 제1 스위치(454)는 제1 정상 열린 단자(458)에 연결되고, 제2 스위치(466)는 제2 정상 열린 단자(470)에 연결된다. 이는 DPDT 공통 단자(482)를 온도 제어 장치(116)에 연결한다. 냉매 농도가 임계값을 초과하면, DPDT 코일(478)은 전력이 차단되고, 제1 스위치(454)는 제1 정상 닫힌 단자(462)에 연결되고 제2 스위치(466)는 제2 정상 닫힌 단자(474)에 연결되어, HVAC 시스템 부품들을 비활성화시키고 순환 송풍기(108)에 전력을 제공한다. DPDT 릴레이(450)를 사용하면 제1 정상 닫힌 단자(462)와 제2 정상 닫힌 단자(474)가 모두 전력을 순환 송풍기(108)에 연결하기 때문에 백업을 제공한다. 또한, 제1 스위치(454)와 제2 스위치 스위치(466)는 HVAC 시스템 부품들의 전력 공급을 가능하게 하기 위해 제1 정상 열린 단자(258) 및 제2 정상 열린 단자(470)에 각각 연결될 필요가 있다. 따라서, 접점 중 하나가 우발적으로 퓨즈가 닫히면 다른 스위치는 순환 송풍기(108)의 전원을 켜고 HVAC 부품들을 비활성화하기 위한 백업으로 작동한다.Referring to FIG. 7B , the leakage
흐름도flow chart
도 8은 HVAC 시스템의 예시적인 누출 완화 제어기의 예시적인 동작을 도시하는 흐름도이다. 제어는 504에서 시작하며 예를 들어 전술한 누출 센서(408)를 통해 냉매 농도를 측정한다. 제어는 508로 진행하여 측정된 냉매 농도가 임계값, 예를 들어 LFL의 25%를 초과하는지 여부를 결정한다. 그렇지 않은 경우, 제어는 504로 돌아간다. 이와 달리, 측정된 냉매 농도가 임계값을 초과하면, 제어는 512로 진행하여 누출 알림을 생성하여 주택 소유자 또는 엔티티에 보낸다. 그 후, 제어는 516으로 진행하여 릴레이(412)에 전력을 차단하여 전력으로부터 HVAC 시스템 부품들을 분리하고 송풍기를 전력에 연결한다. 전술한 바와 같이, 릴레이(412)는 온도 제어 장치(116) 및 다른 HVAC 부품들을 전력에 연결하는 제1 위치(정상 열린 상태)로부터 송풍기를 전력에 연결하는 제2 위치(정상 닫힌 상태)로 암(432)을 이동시키기 위해 전력이 차단될 수 있다. 8 is a flow diagram illustrating exemplary operation of an exemplary leakage mitigation controller of an HVAC system. Control begins at 504 and measures the refrigerant concentration, for example via the
송풍기가 동작하면, 제어는 524로 진행하여 냉매 농도를 측정한다. 528에서 제어는 냉매 농도가 임계값 미만인지 여부를 결정한다. 그렇지 않으면, 제어는 532로 진행하여 현재 송풍기 가동시간이 임계 가동간보다 큰지를 결정한다.If the blower is operating, control proceeds to 524 to measure the refrigerant concentration. At 528 the control determines if the refrigerant concentration is below a threshold value. Otherwise, control proceeds to 532 to determine if the current blower uptime is greater than the threshold runtime.
즉, 냉매 농도를 임계값 아래로 감소시키지 않고 송풍기가 임계 가동시간을 초과하여 작동했는지를 제어가 결정한다. 예를 들어 임계 가동시간은 5분일 수 있다. 그렇지 않다면 제어는 528로 돌아간다. 이와 달리 송풍기가 임계 가동시간을 초과하여 작동한 경우 제어는 536으로 계속된다. 536에서 제어는, 송풍기가 임계 가동시간을 초과하여 동작하였고 냉매 농도가 여전히 임계값을 초과하고 있다는 것을 알리는 경보를 생성 및 전송한다. 경보는 주택 소유자의 사용자 장치 또는 엔티티의 컴퓨팅 시스템 또는 모바일 장치로 전송될 수 있다.That is, the control determines if the blower has operated beyond the threshold operating time without reducing the refrigerant concentration below the threshold. For example, the critical uptime may be 5 minutes. Otherwise, control returns to 528. Conversely, if the blower operates beyond the critical operating time, control continues to 536. At 536 the control generates and sends an alert notifying that the blower has operated beyond the threshold run time and the refrigerant concentration is still above the threshold. The alert may be sent to the homeowner's user device or the entity's computing system or mobile device.
일단 경보가 536에서 전송되면, 제어는 528로 복귀한다. 대신에, 528에서 냉매 농도가 임계값 미만인 경우, 제어는 540으로 계속된다. 540에서, 제어는 임계 시간 동안 송풍기에 대한 전력 연결을 유지한다. 제어는 544로 진행하여, HVAC 시스템 부품들을 전력에 연결하기 위해, 릴레이에 전력을 다시 공급하여 송풍기를 전력에서 분리하고, 온도 제어 장치를 전력에 다시 연결한다. 제어는 548로 진행하여 완화 완료 통지를 생성하고 주택 소유자 또는 엔티티에 전송한다. 다양한 구현에서, 제어는 주택 소유자 또는 엔티티에 대한 누출 및 완화 통지를 제외할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 통지는 국소적으로(locally) 또는 전술한 원격 감시 장치(312)에 저장될 수 있다.Once the alert is sent at 536, control returns to 528. Instead, if the refrigerant concentration is below the threshold at 528, control continues at 540. At 540, the control maintains power connection to the blower for a threshold amount of time. Control proceeds to 544 to re-energize the relay to disconnect the blower from power and reconnect the temperature control device to power, to connect the HVAC system components to power. Control proceeds to 548 to generate and transmit a relief complete notification to the homeowner or entity. In various implementations, controls may exclude leakage and mitigation notifications to homeowners or entities. Additionally or alternatively, notifications may be stored locally or on the
전술한 설명은 본질적으로 예시일 뿐이며 개시, 그 적용 또는 용도를 제한하려는 의도가 결코 아니다. 본 개시 내용의 광범위한 교시는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시 내용은 특정한 예를 포함하지만, 다른 수정이 도면, 명세서 및 다음 청구범위를 연구하면 명백해질 것이기 때문에 개시 내용의 진정한 범위는 특정한 예로 제한되지 않아야 한다. 방법 내의 하나 이상의 단계는 본 발명의 원리를 변경하지 않고 다른 순서로(또는 동시에) 실행될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 각각의 실시예가 특정 특징을 갖는 것으로 위에서 설명되었지만, 본 개시내용의 임의의 실시예에 대해 설명된 이러한 특징 중 임의의 하나 이상이 다른 실시예의 특징에서 구현 및/또는 다른 실시예의 특징과 조합(이러한 조합이 명시적으로 설명되지 않았더라도)될 수 있다. 즉, 기술된 실시예는 상호 배타적이지 않으며, 하나 이상의 실시예와 나머지 실시예의 순열(permutation)은 본 개시의 범위 내에 있다.The foregoing description is merely illustrative in nature and is in no way intended to limit the disclosure, application or use thereof. The broad teachings of this disclosure can be embodied in many forms. Thus, while the present disclosure includes specific examples, the true scope of the disclosure should not be limited to the specific examples as other modifications will become apparent upon a study of the drawings, specification and following claims. It should be understood that one or more steps within a method may be performed in a different order (or concurrently) without altering the principles of the invention. Further, while each embodiment is described above as having particular features, any one or more of these features described for any embodiment of the present disclosure is embodied in and/or combined with features of other embodiments. (even if these combinations are not explicitly described). In other words, the described embodiments are not mutually exclusive, and permutations of one or more embodiments with others are within the scope of the present disclosure.
요소들 (예를 들어, 모듈들, 회로 요소들, 반도체 층들 등) 사이의 공간적 및 기능적 관계는 "연결된", "체결된", "결합된", "인접한", "다음", "상단에", "위에", "아래에" 및 "배치된"을 포함하여 다양한 용어를 사용하여 설명된다. "직접적"이라고 명시적으로 기술하지 않는 한, 상기 개시 내용에서 제1 요소와 제2 요소 사이의 관계가 기술될 때, 그 관계는 제1 요소와 제2 요소 사이에 다른 개재 소가 존재하지 않는 직접적인 관계일 수도 있지만, 제1 요소와 제2 요소 사이에 하나 이상의 중간 요소가 (공간적으로 또는 기능적으로) 존재하는 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, A, B 및 C 중 적어도 하나라는 어구는 비배타적 논리 OR을 사용하여 논리(A OR B OR C)를 의미하는 것으로 해석되어야 하며, "적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B 및 적어도 하나의 C"를 의미하는 것으로 해석되어서는 안 된다.Spatial and functional relationships between elements (e.g., modules, circuit elements, semiconductor layers, etc.) are "connected", "connected", "coupled", "adjacent", "next", "on top" ", "above", "below" and "disposed" are described using various terms. Unless explicitly stated as "direct", when a relationship between a first element and a second element is described in the above disclosure, the relationship is such that no other intervening place exists between the first element and the second element. It may be a direct relationship, but it may be an indirect relationship where one or more intermediate elements exist (spatially or functionally) between the first element and the second element. As used herein, the phrase at least one of A, B, and C should be interpreted using the non-exclusive logical OR to mean logical (A OR B OR C), meaning "at least one A, at least one of B and at least one C".
도면에서, 화살촉으로 표시된 화살표의 방향은 일반적으로 설명에 관심이 있는 정보(예: 데이터 또는 명령)의 흐름을 나타낸다. 예를 들어, 요소 A와 요소 B가 다양한 정보를 교환하지만 요소 A에서 요소 B로 전송되는 정보가 설명과 관련이 있는 경우 화살표는 요소 A에서 요소 B를 가리킬 수 있다. 이 단방향 화살표는 요소 B에서 요소 A로 전달되는 다른 정보가 없음을 의미하지 않는다. 또한, 요소 A에서 요소 B로 전송된 정보에 대해 요소 B는 요소 A에 정보에 대한 요청 또는 수신 승인을 보낼 수 있다.In the drawings, the direction of the arrow, indicated by the arrowhead, generally indicates the flow of information (eg, data or instructions) of interest to the description. For example, an arrow may point from element A to element B if element A and element B exchange various information, but the information transmitted from element A to element B is descriptive. This one-way arrow does not mean that no other information is passed from element B to element A. In addition, for information transmitted from element A to element B, element B may send element A a request for the information or an acknowledgment of receipt.
본 출원에서 이하의 정의를 포함하여 "모듈" 또는 "제어 모듈"이라는 용어는 "회로"라는 이하의 정의를 포함하여 본 출원에서 "모듈" 또는 "제어기"라는 용어는 "회로"라는 용어로 대체될 수 있다. "모듈"이라는 용어는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit); 디지털, 아날로그 또는 혼합 아날로그/디지털 이산 회로; 디지털, 아날로그 또는 혼합 아날로그/디지털 집적 회로; 조합 논리 회로; FPGA(field programmable gate array); 코드를 실행하는 프로세서 회로(공유, 전용 또는 그룹); 프로세서 회로에 의해 실행되는 코드를 저장하는 메모리 회로(공유, 전용 또는 그룹); 설명된 기능을 제공하는 다른 적절한 하드웨어 구성 요소; 또는 시스템 온 칩과 같이 위의 일부 또는 전부의 조합;을 가리키거나 일부 이거나 또는 이들을 포함할 수 있다.In this application, the term "module" or "control module", including the following definitions, shall be replaced with the term "circuit", in this application, the term "module" or "controller", including the following definitions, "circuit" It can be. The term "module" refers to an Application Specific Integrated Circuit (ASIC); digital, analog or mixed analog/digital discrete circuits; digital, analog or mixed analog/digital integrated circuits; combinational logic circuit; field programmable gate arrays (FPGAs); processor circuitry (shared, dedicated or group) that executes code; memory circuits (shared, dedicated or group) that store code executed by the processor circuit; other suitable hardware components that provide the described functionality; or a combination of some or all of the above, such as a system on a chip;
모듈은 하나 이상의 인터페이스 회로를 포함할 수 있습니다. 일부 예에서, 인터페이스 회로는 LAN(local area network), 인터넷, WAN(wide area network) 또는 이들의 조합에 연결된 유선 또는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 본 개시내용의 임의의 주어진 모듈의 기능은 인터페이스 회로를 통해 연결된 다수의 모듈 사이에 분배될 수 있다. 예를 들어 여러 모듈이 부하 분산(load balancing)을 허용할 수 있다. 다른 예에서, 서버(원격 또는 클라우드라고도 함) 모듈은 클라이언트 모듈을 대신하여 일부 기능을 수행할 수 있다.A module may contain one or more interface circuits. In some examples, the interface circuitry may include a wired or wireless interface coupled to a local area network (LAN), the Internet, a wide area network (WAN), or a combination thereof. The functionality of any given module of the present disclosure may be distributed among multiple modules connected through interface circuitry. For example, multiple modules can allow for load balancing. In another example, a server (also referred to as remote or cloud) module may perform some functions on behalf of a client module.
위에서 사용된 코드라는 용어는 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 마이크로코드를 포함할 수 있으며 프로그램, 루틴, 기능, 클래스, 데이터 구조 및/또는 객체를 지칭할 수 있다. 공유 프로세서 회로라는 용어는 여러 모듈의 일부 또는 모든 코드를 실행하는 단일 프로세서 회로를 포함한다. 그룹 프로세서 회로라는 용어는 추가 프로세서 회로와 함께 하나 이상의 모듈의 일부 또는 모든 코드를 실행하는 프로세서 회로를 포함한다. 다중 프로세서 회로에 대한 언급은 개별 다이의 다중 프로세서 회로, 단일 다이의 다중 프로세서 회로, 단일 프로세서 회로의 다중 코어, 단일 프로세서 회로의 다중 스레드 또는 위의 조합을 포함한다. 공유 메모리 회로라는 용어는 여러 모듈의 일부 또는 모든 코드를 저장하는 단일 메모리 회로를 포함한다. 그룹 메모리 회로라는 용어는 추가 메모리와 함께 하나 이상의 모듈의 일부 또는 모든 코드를 저장하는 메모리 회로를 포함한다.The term code as used above may include software, firmware and/or microcode and may refer to programs, routines, functions, classes, data structures and/or objects. The term shared processor circuit includes a single processor circuit that executes some or all of the code of several modules. The term group processor circuit includes a processor circuit that executes some or all of the code of one or more modules along with additional processor circuits. Reference to a multiprocessor circuit includes multiple processor circuits on separate dies, multiple processor circuits on a single die, multiple cores on a single processor circuit, multiple threads on a single processor circuit, or combinations of the above. The term shared memory circuit includes a single memory circuit that stores some or all of the code of several modules. The term group memory circuit includes a memory circuit that stores some or all of the code of one or more modules along with additional memory.
메모리 회로라는 용어는 컴퓨터 판독 가능 매체라는 용어의 하위 집합이다. 본 명세서에서 사용되는 컴퓨터 판독 가능 매체라는 용어는 (반송파와 같은) 매체를 통해 전파되는 일시적인 전기 또는 전자기 신호를 포함하지 않는다; 따라서 컴퓨터 판독 가능 매체라는 용어는 유형적이고 비일시적인 것으로 간주될 수 있다. 비일시적 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체의 비제한적 예는 비휘발성 메모리 회로(예: 플래시 메모리 회로, 소거 가능 프로그램 가능 읽기 전용 메모리 회로 또는 마스크 읽기 전용 메모리 회로), 휘발성 메모리 회로(예: 정적 랜덤 액세스 메모리 회로 또는 동적 랜덤 액세스 메모리 회로), 자기 저장 매체(예: 아날로그 또는 디지털 자기 테이프 또는 하드 디스크 드라이브) 및 광 저장 매체(예: CD, DVD 또는 블루레이 디스크)가 있다.The term memory circuit is a subset of the term computer readable medium. The term computer readable medium as used herein does not include transitory electrical or electromagnetic signals that propagate through the medium (such as a carrier wave); Accordingly, the term computer readable medium may be considered tangible and non-transitory. Non-limiting examples of non-transitory tangible computer readable media include non-volatile memory circuits (eg, flash memory circuits, erasable programmable read-only memory circuits, or mask read-only memory circuits), volatile memory circuits (eg, static random access memory circuits). circuits or dynamic random access memory circuits), magnetic storage media (eg analog or digital magnetic tape or hard disk drives) and optical storage media (eg CD, DVD or Blu-ray Disc).
본 출원에 기술된 장치 및 방법은 컴퓨터 프로그램에 구현된 하나 이상의 특정 기능을 실행하도록 범용 컴퓨터를 구성함으로써 생성된 특수 목적 컴퓨터에 의해 부분적으로 또는 완전히 구현될 수 있다. 위에서 설명한 기능 블록, 순서도 구성 요소 및 기타 요소는 숙련된 기술자 또는 프로그래머의 일상적인 작업에 의해 컴퓨터 프로그램으로 변환될 수 있는 소프트웨어 사양서 역할을 한다.The devices and methods described in this application may be partially or fully implemented by a special purpose computer created by configuring a general purpose computer to execute one or more specific functions embodied in a computer program. The function blocks, flowchart components, and other elements described above serve as software specifications that can be converted into computer programs by the routine work of a skilled technician or programmer.
컴퓨터 프로그램은 적어도 하나의 비일시적, 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장되는 프로세서 실행 가능 명령어를 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 또한 저장된 데이터를 포함하거나 이에 의존할 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 특수 목적 컴퓨터의 하드웨어와 상호 작용하는 기본 입/출력 시스템(BIOS), 특수 목적 컴퓨터의 특정 장치와 상호 작용하는 장치 드라이버, 하나 이상의 운영 체제, 사용자 애플리케이션, 배경 서비스, 배경 응용프로그팸을 포함할 수 있다. A computer program includes processor executable instructions stored on at least one non-transitory, tangible computer readable medium. A computer program may also include or depend on stored data. A computer program includes a basic input/output system (BIOS) that interacts with the hardware of a special purpose computer, device drivers that interact with specific devices on a special purpose computer, one or more operating systems, user applications, background services, and background applications. can include
컴퓨터 프로그램은 다음을 포함할 수 있다: (i) HTML(hypertext markup language), XML(extensible markup language) 또는 JSON(JavaScript Object Notation)과 같은 파싱될 설명 텍스트, (ii) 어셈블리 코드, (iii) 컴파일러에 의해 소스 코드로부터 생성된 목적 코드, (iv) 인터프리터에 의해 실행되는 소스 코드, (v) JIT 컴파일러에 의해 컴파일 및 실행되는 소스 코드 등. 단지 예시로서, 소스 코드는 C, C++, C#, Objective C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5(Hypertext Markup Language 5차 개정판), Ada, ASP(Active Server Pages), PHP(PHP: Hypertext Preprocessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK 및 Python®를 포함하는 언어로부터 신택스를 사용하여 작성될 수 있다. A computer program may include: (i) descriptive text to be parsed, such as hypertext markup language (HTML), extensible markup language (XML) or JavaScript Object Notation (JSON), (ii) assembly code, (iii) a compiler. object code generated from source code by (iv) source code executed by an interpreter, (v) source code compiled and executed by a JIT compiler, etc. By way of illustration only, the source code is C, C++, C#, Objective C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5 (Hypertext Markup Language 5) languages including Ada, Active Server Pages (ASP), Hypertext Preprocessor (PHP), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic ® , Lua, MATLAB, SIMULINK and Python ® can be written using syntax from
Claims (20)
부품 제어기에 제어 신호들을 전송하는 온도 제어 장치;
공기를 순환시키는 송풍기; 및
상기 온도 제어 장치에 전기적으로 연결된 누출 완화 제어기를 포함하며,
상기 누출 완화 제어기는 인입 전력을 상기 온도 제어 장치로 보내고,
상기 누출 완화 제어기는:
냉매 농도를 측정하는 센서;
선택적으로 (i) 상기 온도 제어 장치를 상기 인입 전력에 연결하거나 (ii) 상기 송풍기를 상기 인입 전력에 연결하는 릴레이;를 포함하며,
상기 누출 완화 제어기는:
상기 센서로 상기 냉매 농도를 측정하고;
임계값을 초과하는 상기 측정된 냉매 농도에 응답하여 상기 릴레이를 작동시켜 상기 송풍기를 상기 인입 전력에 연결하도록; 구성된,
시스템.A refrigerant leak detection and mitigation system comprising:
a temperature control device that transmits control signals to the component controller;
a blower to circulate air; and
a leak mitigation controller electrically coupled to the temperature control device;
the leakage mitigation controller directs incoming power to the temperature control device;
The leak mitigation controller:
A sensor that measures the refrigerant concentration;
optionally a relay for (i) connecting the temperature control device to the incoming power or (ii) connecting the blower to the incoming power;
The leak mitigation controller:
measuring the refrigerant concentration with the sensor;
actuate the relay to connect the blower to the incoming power in response to the measured refrigerant concentration exceeding a threshold; composed,
system.
상기 릴레이는, 상기 측정된 냉매 농도가 상기 임계값을 초과할 때까지, 상기 누출 완화 제어기를 통해 상기 온도 제어 장치와 상기 인입 전력 사이의 연결을 유지하는,
시스템.According to claim 1,
wherein the relay maintains a connection between the temperature control device and the incoming power through the leak mitigation controller until the measured refrigerant concentration exceeds the threshold.
system.
상기 누출 완화 제어기는:
상기 임계값 아래로 떨어지는 상기 측정된 냉매 농도에 응답하여 임계 시간 동안 상기 송풍기를 동작하고, 상기 임계 시간의 경과에 응답하여 상기 릴레이를 제어하여 상기 온도 제어 장치를 상기 인입 전력에 연결하도록 구성되는,
시스템.According to claim 1,
The leak mitigation controller:
operating the blower for a threshold time in response to the measured refrigerant concentration falling below the threshold, and controlling the relay in response to passage of the threshold time to connect the temperature control device to the incoming power.
system.
상기 온도 제어 장치는 상기 누출 완화 제어기에 의해 정상 열린 위치에서 상기 인입 전력에 선택적으로 연결되고,
상기 송풍기는 정상 닫힌 위치에서 상기 인입 전력에 연결되며,
상기 센서는 상기 임계값을 초과하는 상기 측정된 냉매 농도에 응답하여 상기 릴레이의 코일에 전력을 차단하는,
시스템. According to claim 1,
the temperature control device is selectively connected to the incoming power in a normally open position by the leakage mitigation controller;
the blower is connected to the incoming power in a normally closed position;
The sensor cuts off power to the coil of the relay in response to the measured refrigerant concentration exceeding the threshold value.
system.
상기 릴레이는 (i) 단극 쌍투 릴레이, (ii) 쌍극 쌍투 릴레이 중 적어도 하나인,
시스템.According to claim 1,
The relay is at least one of (i) a single pole double throw relay, (ii) a double pole double throw relay,
system.
상기 릴레이는 2개 이상의 릴레이 또는 스위치를 포함하는,
시스템.According to claim 1,
The relay includes two or more relays or switches,
system.
상기 시스템은 압축기를 더 포함하며,
상기 부품 제어기는 상기 온도 제어 장치로부터 냉각 요청을 나타내는 제어 신호를 수신하는 것에 응답하여 상기 압축기를 활성화하도록 구성된,
시스템.According to claim 1,
The system further comprises a compressor,
wherein the component controller is configured to activate the compressor in response to receiving a control signal indicating a cooling request from the temperature control device.
system.
상기 측정된 냉매 농도의 냉매는 독성이 없고 가연성인,
시스템. According to claim 1,
The refrigerant at the measured refrigerant concentration is non-toxic and flammable,
system.
상기 시스템은 상기 누출 완화 제어기와 인터페이스 하는 원격 감시 장치를 더 포함하고,
상기 원격 감시 장치는 상기 누출 완화 제어기의 상기 센서로부터 상기 측정된 냉매 농도를 수신하고 상기 측정된 냉매 농도가 측정된 해당 시간과 함께 상기 측정된 냉매 농도를 저장하도록 구성되는,
시스템.According to claim 1,
The system further includes a remote monitoring device that interfaces with the leak mitigation controller,
The remote monitoring device is configured to receive the measured refrigerant concentration from the sensor of the leak mitigation controller and store the measured refrigerant concentration together with the corresponding time at which the measured refrigerant concentration was measured,
system.
상기 원격 감시 장치는 상기 릴레이의 코일에 전력이 공급되는 횟수를 감시하고, 임계값 횟수를 초과하는 상기 코일에 전력이 공급되는 횟수에 응답하여 경보를 생성하여 엔티티와 연관된 사용자 장치로 전송하도록 구성되는,
시스템. According to claim 9,
The remote monitoring device is configured to monitor the number of times that the coil of the relay is energized, and to generate an alert in response to a number of times that the coil is energized that exceeds a threshold number of times and transmit it to a user device associated with an entity. ,
system.
상기 원격 감시 장치는 상기 임계값을 초과하는 상기 측정된 냉매 농도에 응답하여 송풍기 가동 시간을 감시하고, 송풍기 가동 시간 임계값을 초과하는 상기 송풍기 가동 시간에 응답하여 경보를 생성하여 엔티티와 연관된 사용자 장치에 전송하도록 구성된,
시스템.According to claim 9,
The remote monitoring device monitors blower uptime in response to the measured refrigerant concentration exceeding the threshold, and generates an alert in response to the blower uptime exceeding the blower uptime threshold to generate a user device associated with an entity. configured to transmit to
system.
상기 원격 감시 장치는 상기 누출 완화 제어기에 포함되는,
시스템.According to claim 9,
The remote monitoring device is included in the leak mitigation controller,
system.
상기 원격 감시 장치는 상기 온도 제어 장치에 의해 작동되고 상기 온도 제어 장치에 포함되는,
시스템.According to claim 9,
The remote monitoring device is operated by the temperature control device and included in the temperature control device.
system.
상기 시스템은 상기 누출 완화 제어기와 직렬로 연결된 백업 누출 완화 제어기를 더 포함하며,
상기 백업 누출 완화 제어기는 상기 누출 완화 제어기와 분리된 구획 내에 위치하는,
시스템.According to claim 1,
the system further comprises a backup leakage mitigation controller coupled in series with the leakage mitigation controller;
wherein the backup leak mitigation controller is located in a compartment separate from the leak mitigation controller;
system.
센서와 릴레이를 포함하는 누출 완화 제어기를 통해 인입 전력을 온도 제어 장치로 제공되게 하고;
상기 센서를 통해 냉매 농도를 측정하고; 그리고,
임계값을 초과하는 상기 측정된 냉매 농도에 응답하여 상기 릴레이를 작동시켜 송풍기를 상기 인입 전력에 연결함;을 포함하며,
상기 릴레이는 선택적으로 (i) 상기 온도 제어 장치를 상기 인입 전력에 연결하거나 (ii) 상기 송풍기를 상기 인입 전력에 연결하며,
상기 송풍기를 공기를 순환시키는,
방법.A method for detecting and mitigating refrigerant leaks comprising:
causing incoming power to be provided to the temperature control device through a leakage mitigation controller comprising a sensor and relay;
Measure the refrigerant concentration through the sensor; and,
activating the relay to connect the blower to the incoming power in response to the measured refrigerant concentration exceeding a threshold;
the relay selectively (i) connects the temperature control device to the incoming power or (ii) connects the blower to the incoming power;
Circulating air through the blower,
method.
상기 방법은, 상기 릴레이를 사용하여, 상기 측정된 냉매 농도가 상기 입계값을 초과할 때까지 상기 누출 완화 제어기를 통해 상기 인입 전력과 상기 온도 제어 장치 사이의 연결을 유지함을 더 포함하는,
방법. According to claim 16,
the method further comprising using the relay to maintain a connection between the incoming power and the temperature control device through the leakage mitigation controller until the measured refrigerant concentration exceeds the threshold value;
method.
상기 방법은, 상기 임계값 아래로 떨어지는 상기 측정된 냉매 농도에 응답하여, 임계 시간 동안 상기 송풍기를 동작시키고 상기 임계 시간의 경과에 응답하여 상기 온도 제어 장치를 상기 인입 전력에 연결하도록 상기 릴레이를 제어함을 포함하는,
방법.According to claim 16,
The method controls the relay to operate the blower for a threshold time in response to the measured refrigerant concentration falling below the threshold and to connect the temperature control device to the incoming power in response to passage of the threshold time. including,
method.
상기 방법은 상기 임계값을 초과하는 상기 측정된 냉매 농도에 응답하여 상기 릴레이의 코일에 전력을 차단함을 포함하며,
상기 온도 제어 장치는 상기 누출 완화 제어기에 의해 정상 열린 위치에서 상기 인입 전력에 선택적으로 연결되고,
상기 송풍기는 정상 닫힌 위치에서 상기 인입 전력에 연결되는,
방법. According to claim 16,
the method comprising de-energizing a coil of the relay in response to the measured refrigerant concentration exceeding the threshold;
the temperature control device is selectively connected to the incoming power in a normally open position by the leakage mitigation controller;
wherein the blower is connected to the incoming power in a normally closed position;
method.
상기 릴레이는 (i) 단극 쌍투 릴레이 및 (ii) 쌍극 쌍투 릴레이 중 적어도 하나인,
방법.
According to claim 16,
The relay is at least one of (i) a single pole double throw relay and (ii) a double pole double throw relay,
method.
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